Rozwiązanie zadania 90

W EdW 8/2003 na stronie 38 zamieszczony
był schemat układu nadesłany jako rozwiąza-
nie jednego z wcześniejszych zadań Szkoły.
Oryginalny schemat pokazany jest na rysun-
ku A. Ma to być aktywny tor podczerwieni.
Młody pomysłodawca chce w taki sposób
zrealizować transmisję sygnału audio, czyli
po prostu stworzyć proste, monofoniczne
słuchawki bezprzewodowe. Układ po przery-
sowaniu pokazany jest na rysunku B. Autor
schematu jest bardzo młody i dlatego nie
można do niego mieć pretensji za błędy,
a wręcz trzeba go pochwalić za śmiałość i za-
chęcić do dalszej wytrwałej nauki. Jeśli cho-
dzi o błędy, znaleźliście ich wiele (ale nie
wszystkie). Zapraszam do analizy.

Najwięcej zastrzeżeń wywołał... zasilacz.

Zgodnym chórem orzekliście, że trzeba do-
dać stabilizator, na przykład kostkę 7812.
Słusznie: brak stabilizacji mógłby zaowoco-
wać w oryginalnym prostym układzie dodat-
kowym niewielkim przydźwiękiem 100Hz.
Jeśli chodzi o obwody zasilania, zupełnie
niepotrzebny jest rezystor R8 (680

Ω). Jego

obecność nie ma żadnego uzasadnienia i jest
błędem ewidentnym, choć mało znaczącym
w praktyce. Obecność R8 niepotrzebnie
ograniczy napięcie na wyjściu. Układy
TL082 są mało podatne na samowzbudzenie,
ale w przypadku innych wzmacniaczy doda-

nie w szynie zasilania szeregowego rezystora
może zaowocować różnymi niespodzianka-
mi, z samowzbudzeniem włącznie.

Ewidentnym błędem jest włączenie po-

tencjometru P4 w szereg z rezystorem R7
o wartości 1M

Ω. Zmiana głośności za pomo-

cą P4 będzie zupełnie niezauważalna. Obe-
cność w tym prostym układzie aż trzech po-
tencjometrów (P2, P3, P4) do regulacji
wzmocnienia jest grubą przesadą – z powo-
dzeniem wystarczy jeden. Przy takim dołą-
czeniu tranzystora T3 rezystor R3 jest zupeł-
nie niepotrzebny i można go bez chwili wa-
hania usunąć. Nie wszyscy uczestnicy
zwrócili uwagę na fakt, że układ nadajnika
będzie przenosił tylko dodatnie połówki sy-
gnału, co oczywiście oznacza niedopuszczal-
nie duże zniekształcenia. Nawet jeśli tak
miałoby być (ale nie przy transmisji sygna-
łów audio), wzmacniacz operacyjny TL082
z tranzystorami JFET-P na wejściach na
pewno nie będzie pracował z napięciami wej-
ściowymi na poziomie ujemnego napięcia
zasilania. Do takiej pracy trzeba zastosować
inny wzmacniacz, na przykład popularny
LM358, przeznaczony do zasilania napię-
ciem pojedynczym, mogący pracować przy
napięciach wejściowych nawet nieco mniej-
szych od ujemnego napięcia zasilania. Je-
szcze raz podkreślam, że taka konfiguracja
nie może być wykorzystana w liniowym

nadajniku sygnałów audio. W takim prostym
układzie wzmacniacz musi pracować w try-
bie liniowym, podobnie jak dioda nadawcza
IRED. Rysunki C i D pokazują przykładowe
sposoby realizacji takiego prymitywnego li-
niowego nadajnika.

Nie znaczy to, że taki prosty system zda

egzamin w praktyce. Przecież do promienio-
wania wytwarzanego przez diodę nadawczą
doda się promieniowanie podczerwone i wi-
dzialne, w tym tętniące promieniowanie wy-
twarzane przez żarówki, a jeszcze gorzej –
impulsowe emitowane przez świetlówki.

Nawet gdyby założyć, że obce, zakłócają-

ce źródła światła zostaną wyeliminowane,

30

Szkoła Konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich

Informuję, iż zarówno w tym zadaniu, jak
i w większości poprzednich wymieniłem na-
zwiska wszystkich osób, których prace dotar-
ły do Redakcji. Nazwisk nie podaję tylko
w przypadkach, gdy rozwiązanie polega na
kilku ogólnikowych zdaniach, gdy jest ewi-
dentnie błędne, zupełnie niespełniające wa-
runków zadania albo „żywcem zerżnięte”
z literatury. O nielicznych spóźnionych
listach i paczkach informuję w następnym
miesiacu i zwykle też przydzielam punkty.
Może się zdarzyć, że praca, zwłaszcza nade-
słana e-mailem zaginie, choć teoretycznie nie
powinna (obsługujący redakcyjną pocztę
Zbyszek Orłowski informuje mnie o nie-
których dziwnych przypadkach).

Nagrody za zadanie 90 otrzymają Tomasz

Jadasch i Roman Biadalski. Upominki otrzy-
mają: Łukasz Jóźwik, Jakub Siwiec, Robert
Jaworowski i Marcin Wiązania. Aktualna
punktacja zawarta jest w tabeli (na prośbę jed-
nego z uczestników, nie prezentowałem szcze-

gółów rozwiązania, a należne punkty przydzie-
liłem). Ponawiam prośbę: jeśli nadsyłacie pra-
cę do Szkoły e-mailem, podawajcie od razu
swój adres pocztowy. Serdecznie zapraszam

do udziału w rozwiązywaniu kolejnych zadań
i do nadsyłania prac w terminie.

Wasz Instruktor

Piotr Górecki

A

Marcin Wiązania Busko Zdrój . . . . . . . . .182
Mariusz Chilmon Augustów . . . . . . . . . .110
Michał Stach Kamionka Mała . . . . . . . . .106
Dariusz Drelicharz Przemyśl . . . . . . . . . .100
Roman Biadalski Zielona Góra . . . . . . . . .79
Jarosław Tarnawa Godziszka . . . . . . . . . .70
Michał Koziak Sosnowiec . . . . . . . . . . . . .63
Jarosław Chudoba Gorzów Wlkp. . . . . . . .55
Marcin Malich Wodzisław Śl. . . . . . . . . . .44
Piotr Wójtowicz Wólka Bodzechowska . .44
Krzysztof Kraska Przemyśl . . . . . . . . . . . .41
Arkadiusz Zieliński Częstochowa . . . . . . .41
Piotr Romysz Koszalin . . . . . . . . . . . . . . .39
Bartłomiej Radzik Ostrowiec Św. . . . . . . .37
Rafał Stępień Rudy . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
Szymon Janek Lublin . . . . . . . . . . . . . . . .32
Dawid Lichosyt Gorenice . . . . . . . . . . . . . .32
Dariusz Knull Zabrze . . . . . . . . . . . . . . . . .29
Filip Rus Zawiercie . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
Radosław Ciosk Trzebnica . . . . . . . . . . . . .26
Bartek Czerwiec Mogilno . . . . . . . . . . . . .26

Dawid Kozioł Elbląg . . . . . . . . . . . . . . . . .25
Piotr Dereszowski Chrzanów . . . . . . . . . . .24
Piotr Bechcicki Sochaczew . . . . . . . . . . . .23
Robert Jaworowski Augustów . . . . . . . . . .23
Andrzej Sadowski Skarżysko-Kam. . . . . . .23
Jakub Jagiełło Gorzów Wlkp. . . . . . . . . . .22
Tomasz Jadasch Kęty . . . . . . . . . . . . . . . .21
Mariusz Ciołek Kownaciska . . . . . . . . . . .20
Jakub Kallas Gdynia . . . . . . . . . . . . . . . . .20
Jacek Konieczny Poznań . . . . . . . . . . . . . .20
Krzysztof Żmuda Chrzanów . . . . . . . . . . .20
Michał Pasiecznik Zawiszów . . . . . . . . . . .18
Tomasz Gajda Wrząsawa . . . . . . . . . . . . . .17
Radosław Koppel Gliwice . . . . . . . . . . . . .17
Łukasz Cyga Chełmek . . . . . . . . . . . . . . . .16
Piotr Podczarski Redecz . . . . . . . . . . . . . .16
Jakub Świegot Środa Wlkp. . . . . . . . . . . . .16
Maciej Jurzak Rabka . . . . . . . . . . . . . . . . .15
Ryszard Milewicz Wrocław . . . . . . . . . . . .15
Emil Ulanowski Skierniewice . . . . . . . . . .15
Artur Filip Legionowo . . . . . . . . . . . . . . . .14

Paweł Szwed Grodziec Śl. . . . . . . . . . . . . .14
Aleksander Drab Zdziechowice . . . . . . . . .13
Michał Gołębiewski Bydgoszcz . . . . . . . . .13
Wojciech Macek Nowy Sącz . . . . . . . . . . .13
Zbigniew Meus Dąbrowa Szlach. . . . . . . .12
Jakub Siwiec Tarnów . . . . . . . . . . . . . . . . .12
Rafał Kobylecki Czarnowo . . . . . . . . . . . .11
Mirosław Kopera Dębica . . . . . . . . . . . . . .11
Sebastian Mankiewicz Poznań . . . . . . . . . .11
Marcin Piotrowski Białystok . . . . . . . . . . .11
Andrzej Szymczak Środa Wlkp. . . . . . . . .11
Marcin Dyoniziak Brwinów . . . . . . . . . . .10
Bartek Stróżyński Kęty . . . . . . . . . . . . . . .10
Mariusz Ciszewski Polanica Zdr. . . . . . . . . .9
Piotr Diaków Kraków . . . . . . . . . . . . . . . . .9
Filip Karbowski Warszawa . . . . . . . . . . . . .9
Paweł Knioła Lublewo . . . . . . . . . . . . . . . . .9
Arkadiusz Kocowicz Czarny Las . . . . . . . . .9
Witold Krzak Żywiec . . . . . . . . . . . . . . . . .9
Piotr Kuśmierczuk Gościno . . . . . . . . . . . .9
Łukasz Kwiatkowski Kraków . . . . . . . . . . .9
Kamil Urbanowicz Ełk . . . . . . . . . . . . . . . .9
Michał Waśkiewicz Białystok . . . . . . . . . . .9
Piotr Wilk Suchedniów . . . . . . . . . . . . . . . .9

Punktacja Szkoły Konstruktorów

C

C

o

o

t

t

u

u

n

n

i

i

e

e

g

g

r

r

a

a

?

?

- Szkoła KKonstruktorów klasa III

system nie sprawdzi się w praktyce, ponieważ
głośność dźwięku w słuchawkach odbiornika
będzie zależeć od odległości od nadajnika.

Jeśli chodzi o odbiornik, zaproponowany

układ Darlingtona nie ma szans na prawidło-
we działanie. Chwilowe napięcie na słu-
chawkach będzie silnie zależeć od poziomu
sumarycznego oświetlenia (użytecznego, za-
kłócającego i światła otoczenia). W przedsta-
wionej wersji układ będzie się szybko nasy-
cał, bo tranzystory mają ogromne wypadko-
we wzmocnienie prądowe. Niedoróbką jest
przepuszczanie przez słuchawki prądu stałe-
go. Oznacza to niepotrzebne marnowanie
prądu przy wyższych poziomach oświetlenia,
a w przypadku słuchawek kiepskiej jakości
może też spowodować ich uszkodzenie (roz-
magnesowanie magnesów).

Generalnie odbiornika nie można w pro-

sty sposób ulepszyć – należy zastosować zu-
pełnie inny, znacznie bardziej skomplikowa-
ny układ, o ile to oczywiście ma sens przy za-
łożonej liniowej metodzie modulacji stru-
mienia świetlnego sygnałem audio. Lepiej od
razu generalnie przekonstruować system i za-
stosować inną metodę modulacji, dającą lep-
sze parametry. Jeszcze raz podkreślam, że
młodego pomysłodawcę należy wręcz po-
chwalić za próbę realizacji trudnego zadania,
a jednocześnie zachęcić do praktycznych
prób – wszystkie wymienione usterki dałyby
o sobie znać w realnym układzie.

Praktycznie wszystkie nadesłane odpo-

wiedzi były poprawne, z tym że wiele zawie-
rało opis tylko nielicznych spośród wymie-
nionych usterek. Najpełniejszą, najciekawszą
i najdowcipniejszą odpowiedź nadesłał Bog-
dan Motyl z Krakowa. Oto fragmenty e-ma-
ila: (...) R7 ma zbyt dużą wartość w stosunku
do P4, przy dwustukrotnej różnicy rezystancji

regulacja poziomu sygnału wejściowego jest
mało spektakularna, ale za to jakże precyzyj-
na. Wyrzucenie R7 i zmiana potencjometru
na większy np. 47 kom jest sensowna. Sygnał
jest kierowany przez pojemność sprzęgającą
na wejście nieodwracające, które niestety
znajduje się na poziomie masy. Mogłoby tak
być, gdyby zasilacz był symetryczny, ale nie
jest, więc wejście to powinno zostać podpar-
te drugim rezystorem do plusa zasilania aby
potencjał wynosił na nim ok. 0,5 Uz. W obe-
cnej formie zostaną obcięte wszystkie ujemne
połówki sygnału audio, a chyba nie o to au-
torowi chodziło. Przekombinowano regulację
wzmocnienia, która na dobrą sprawę powin-
na być ustawiona na sztywno. Chociaż myślę,
że rozumiem autora układu w momencie kie-
dy stwierdził, iż regulacja P4 nic nie daje, za-
czął regulować wzmocnieniem (P2), a że i ta
metoda nie dawała możliwości zejścia sygna-
łem do poziomu zera, zaczął przekombinowy-
wać. To widać po wartościach R4, R5, P2,
P3, dających porażającą dynamikę regulacji
wzmocnienia. Dioda D2 i rezystor R2 powin-
ny być raczej dołączone od strony kolektora,
ponieważ teraz niepotrzebnie podnoszą próg
wysterowania tranzystora, powiększając
również nieliniowość ch-ki. Natomiast po ich
przeniesieniu na drugą stronę można by
w emiterze dobrać mały rezystor, z którego
zbierany byłby sygnał sprzężenia zwrotnego
wzmacniacza operacyjnego (zamiast tak jak
jest obecnie bezpośrednio z wyjścia). Taka
zmiana poprawiłaby znacząco liniowość
nadajnika. Nie umiem dociec, po co autor
zastosował niezablokowany żadną pojem-
nością rezystor R8. Sprawa jest tajemnicza
i można go zlikwidować, ponieważ modu-
luje tylko niepotrzebnie napięcie zasilają-
ce. (...) Odbiornik – jest szczytem prostoty,
co niestety... nie pozwoli mu zadziałać. Za-
kładając nawet nieduże wzmocnienia po-
szczególnych tranzystorów sumaryczne
wzmocnienie wyniesie ok. 150 tys., co po-
zwoli mu się zatkać dowolnym zakłóce-
niem, zarówno w podczerwieni, jak i widmie
widzialnym. Nie ma regulacji punktu pracy,
a P1 go nie ustawi. Z odbiornikiem nie da się
nic zrobić. Poza tym, dlaczego autor tego
układu uparł się podmagnesowywać słu-
chawki prądem stałym, co obniża ich para-

metry elektroakustyczne, nie mówiąc o trwa-
łości szczególnie tych tańszych modeli. (...)
Odbiornik musi zostać oczywiście mocno
przeprojektowany. Będzie on odbierał raz
sygnał bezpośredni, a raz odbity, nieporów-
nywalnie słabszy, pojawi się więc pro-
blem, jak ustawić wzmocnienie takiego
odbiornika, żeby go wysterować i nie przeste-
rować. Jak dynamiczna i jak inteligentna mu-
si być pętla ARW. Myślę, że przedstawioną tu
ideę można by zastosować z jakimś skutkiem
przy braku zakłóceń zewnętrznych (szczegól-
nie od oświetlenia jarzeniowego) i ustalonym
położeniu nadajnika i odbiornika. Myślę,
również, że niezbędna jest jakaś optyka, że-
by strumienie światła się nie rozpraszały.

Nagrody otrzymują: Bogdan Motyl -

Kraków, Jarosław Zalewski - Chrzęstne,
Maciej Romańczuk - Raczki.

Zadanie 94

Na rysunku E pokazany jest fragment sche-
matu nadesłanego jako rozwiązanie jednego
z poprzednich zadań Szkoły. Klasyczny dwu-
bramkowy generator wytwarza impulsy po-
dawane na popularny licznik 4017, a kon-
kretnie jego wejście CL, wyposażone w ob-
wód zapewniający histerezę. Według „ze-
znań” Autora licznik 4017 „wariował”, pro-
blem zniknął dopiero po dołączeniu w szereg
z wejściem licznika U2 rezystora Rx o warto-
ści 220k.

Jak zwykle pytanie brzmi:

Co tu nie gra?

Proszę o możliwie krótkie odpowiedzi.

Kartki, listy i e-maile oznaczcie dopiskiem
NieGra94 i nadeślijcie w terminie 45 dni od
ukazania się tego numeru EdW. Autorzy naj-
lepszych odpowiedzi otrzymają upominki.

Piotr Górecki

31

Szkoła Konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich

B

C

D

E